Onderzoek onthult intelligente kunstmatige huid die net als de menselijke huid aanraking kan waarnemen.

Het lijkt op huid, maar het is veel meer: het kan een aanraking voelen, begrijpen waar die plaatsvindt en zelfs de intensiteit ervan interpreteren. Dit is geen sciencefiction, maar een van de meest verrassende innovaties van de afgelopen jaren, het resultaat van een samenwerking tussen de Scuola Superiore Sant'Anna in Pisa en de Federale Universiteit van Uberlândia in Brazilië.

De studie, onlangs gepubliceerd in het internationale tijdschrift Nature Machine Intelligence , beschrijft een kunstmatige huid die de tastfunctie van de mens opmerkelijk getrouw nabootst. Het resultaat is gebaseerd op de volgende generatie glasvezelsensoren en algoritmen voor kunstmatige intelligentie, ontworpen om de werking van het menselijk zenuwstelsel na te bootsen. Samen maken deze elementen een nauwkeurige herkenning en lokalisatie van het contactpunt mogelijk, evenals een beoordeling van de intensiteit van de stimulus.

Kunstmatige huid detecteert niet alleen aanraking: het ‘begrijpt’ het, net zoals het menselijk zenuwstelsel dat doet.

"De tastzin is een essentiële functie voor mensen: het stelt ons in staat fysieke prikkels te herkennen en te lokaliseren, de omgeving te verkennen en veilig met de buitenwereld te communiceren", legt Calogero Oddo uit, universitair hoofddocent bio-engineering aan de Sant'Anna School en projectcoördinator. "Het kunstmatig reproduceren van dit complexe zintuig is een van de grootste uitdagingen bij het ontwerpen van collaboratieve robots en bionische protheses."

Hoe het werkt en wat het potentieel ervan is De kern van de technologie is een tweelaags spiking neuraal netwerk: het eerste simuleert langzaam en snel adaptieve menselijke mechanoreceptoren, terwijl het tweede de somatotopische kaart reproduceert die door neuronen wordt gegenereerd in een belangrijk hersengebied voor tactiele perceptie. In de praktijk detecteert de kunstmatige huid niet alleen aanraking: hij "begrijpt" die net als het menselijk zenuwstelsel.

Het potentieel is enorm: bionische protheses die hun dragers realistische tastzintuigen kunnen bieden, collaboratieve robots die veilig met mensen omgaan en zelfs intelligente draagbare apparaten voor monitoring en assistentie.

"Sinds de vierde industriële revolutie is de interactie tussen mens en machine een belangrijk element geworden in veel roboticasectoren", voegt Oddo eraan toe. "Door robots te voorzien van een kunstmatige tastzin, geïnspireerd op de menselijke aanraking, kan deze interactie veilig, intuïtief en effectief plaatsvinden, waardoor het risico op letsel voor degenen die met deze technologieën werken, wordt verminderd."

“Bovendien opent de kunstmatige huid die we hebben ontwikkeld ook nieuwe perspectieven in de bionicasector: de volgende generatie ondersteunende en revalidatietechnologieën zal worden uitgerust met intelligente tactiele sensoren om tactiele informatie te herstellen of te verbeteren door middel van realistische feedback van de huid of zenuwen.” Deze intelligente huid vormt zo een brug tussen de biologische en technologische wereld. En als het vandaag de dag een aanraking kan herkennen, zou het in de toekomst wel eens de cruciale schakel kunnen worden om robots – en protheses – een ongekende gevoeligheid te geven.